(57)【要約】【課題】基地局および端末に手を加えずに無線区間の通信状況を把握できる通信計測装置を得ること。【解決手段】無線区間と有線区間を備える通信システムの通信計測装置であって、無線データから宛先または送信元と無線データ長を抽出する無線解析部１２と、宛先または送信元に基づき送信方向を求め送信方向と無線データ長と受信時刻とを無線通信記録として記録する無線通信記録部１３と、有線データから宛先または送信元と有線データ長を抽出する有線解析部１５と、宛先または送信元に基づき送信方向を求め送信方向と有線データ長と受信時刻とを有線通信記録として記録する有線通信記録部１６と、受信時刻が所定の処理単位時間内となる有線通信記録および無線通信記録に含まれる有線データ長と無線データ長に基づいて有線データと無線データの対応を求める通信記録比較部１９と、を備える。【選択図】        図１
2010050902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と、前記端末と無線データを送受信する基地局と、前記基地局と接続される有線ネットワークと、を備え、前記基地局が、前記端末から有線ネットワーク方向に送信された無線データを有線データに変換し、また、前記有線ネットワーク側から前記端末方向に送信された有線データを無線データに変換する通信システムにおける通信計測装置であって、
前記無線データを受信し、その無線データとその無線データを受信した時刻を示す時刻情報とを出力する無線受信手段と、
前記無線受信手段が出力した無線データおよび時刻情報を受け取り、その無線データから宛先または送信元を送信方向情報として抽出し、また、無線データ長を抽出する無線解析手段と、
前記無線解析手段が抽出した送信方向情報に基づいて送信方向を求め、前記送信方向と前記無線データ長と前記無線受信手段が出力した時刻情報とを対応付けて無線通信記録として記録する無線通信記録手段と、
前記有線データを受信し、その有線データとその有線データを受信した時刻を示す時刻情報とを出力する有線受信手段と、
前記有線受信手段が出力した有線データおよび時刻情報を受け取り、その有線データから宛先または送信元を送信方向情報として抽出し、また、有線データ長を抽出する有線解析手段と、
前記有線解析手段が抽出した送信方向情報に基づいて送信方向を求め、前記送信方向と前記有線データ長と前記有線受信手段が出力した時刻情報とを対応付けて有線通信記録として記録する有線通信記録手段と、
前記有線通信記録と前記無線通信記録のうち、送信方向が前記端末から前記有線ネットワークへの方向であり、かつ、時刻情報が所定の処理単位時間内となる有線通信記録および無線通信記録を処理単位内記録として抽出し、処理単位内記録に含まれる有線データ長と無線データ長に基づいて有線データごとに対応する変換元の無線データを求め、一方、送信方向が前記有線ネットワークから前記端末への方向であり、かつ、時刻情報が所定の処理単位時間内となる有線通信記録および無線通信記録を処理単位内記録として抽出し、処理単位内記録に含まれる有線データ長と無線データ長に基づいて有線データごとに対応する変換後の無線データを求める通信記録比較手段と、
を備えることを特徴とする通信計測装置。
【請求項２】
前記無線受信手段は、所定の期間内に前記無線データを受信しなかった場合、ＮＵＬＬ事象発生を検出したとし、ＮＵＬＬ事象発生を示す情報とＮＵＬＬ事象発生を検出した時刻を示す時刻情報とを出力し、
前記無線通信記録手段は、ＮＵＬＬ事象発生を示す情報と対応する時刻情報とを前記無線通信記録として記録し、
前記通信記録比較手段は、前記無線通信記録に記録されたＮＵＬＬ事象発生を示す情報と対応する時刻情報に基づいて、ＮＵＬＬ事象発生から次のＮＵＬＬ事象発生までの期間を求め、その期間を前記処理単位時間とすることを特徴とする請求項１に記載の通信計測装置。
【請求項３】
有線データのヘッダ長およびフッタ長と無線データのヘッダ長およびフッタ長とを含む比較諸元を保持する比較諸元保持手段、
をさらに備え、
前記通信記録比較手段は、さらに前記比較諸元に基づいて変換元の無線データを求め、また、さらに前記比較諸元に基づいて変換後の無線データを求めることを特徴とする請求項１または２に記載の通信計測装置。
【請求項４】
前記無線データのペイロードが暗号化されていることとし、前記比較諸元に前記ペイロードの暗号化前後のペイロード長の比率である暗号化ペイロード長比を含め、
前記通信記録比較手段は、前記暗号化ペイロード長比に基づいて無線データ長を補正し、補正後の無線データ長に基づいて変換元の無線データを求め、また、前記補正後の無線データ長に基づいて変換後の無線データを求めることを特徴とする請求項３に記載の通信計測装置。
【請求項５】
前記通信記録比較手段は、前記処理単位内記録に含まれる前記有線データ長の総和と前記処理単位内記録に含まれる前記無線データ長の総和に基づいて前記処理単位時間内に再送データが含まれていたか否かを判断することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の通信計測装置。
【請求項６】
前記通信記録比較手段は、前記処理単位内記録に含まれる前記有線データ長の総和と前記処理単位内記録に含まれる前記無線データ長の総和に基づいて前記処理単位時間内に前記無線データの破棄が行われたか否かを判断することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の通信計測装置。
【請求項７】
前記通信記録比較手段は、
有線データに対応する変換後の無線データが求められなかった場合、前記有線データ長が前記無線データ長より短い場合には、前記処理単位時間内の有線データ長のうち２つ以上の有線データ長に基づいて、連結した有線データのデータ長である連結有線データ長を求め、前記連結有線データ長と無線データ長に基づいて、有線データに対応する変換後の無線データを求め、
有線データに対応する変換元の無線データが求められなかった場合、前記有線データ長が前記無線データ長より長い場合には、前記処理単位時間内の無線データ長のうち２つ以上の無線データ長に基づいて、連結した無線データのデータ長である連結無線データ長を求め、前記連結無線データ長と有線データ長に基づいて、有線データに対応する変換元の無線データを求めることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の通信計測装置。
【請求項８】
前記通信記録比較手段は、
有線データに対応する変換後の無線データが求められなかった場合、前記有線データ長が前記無線データ長より長い場合には、前記処理単位時間内の有線データ長のうち２つ以上の有線データ長に基づいて、フラグメント後の有線データの合計のデータ長であるフラグメント有線データ長を求め、前記フラングメント有線データ長と無線データ長に基づいて、有線データに対応する変換後の無線データを求め、
有線データに対応する変換元の無線データが求められなかった場合、前記有線データ長が前記無線データ長より短い場合には、前記処理単位時間内の無線データ長のうち２つ以上の無線データ長に基づいて、フラグメント後の無線データの合計のデータ長であるフラグメント無線データ長を求め、前記フラグメント無線データ長と有線データ長に基づいて、有線データに対応する変換元の無線データを求めることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の通信計測装置。
【請求項９】
無線データを送受信する端末および基地局と、前記基地局と接続される有線ネットワークと、を備え、前記基地局が、前記端末から有線ネットワーク方向に送信された無線データを有線データに変換し、また、前記有線ネットワーク側から前記端末方向に送信された有線データを無線データに変換する通信システムにおける通信計測方法であって、
前記無線データを受信し、その無線データとその無線データを受信した時刻を示す時刻情報とを出力する無線受信ステップと、
前記無線受信ステップで出力された無線データおよび時刻情報を受け取り、その無線データから宛先または送信元を送信方向情報として抽出し、また、無線データ長を抽出する無線解析ステップと、
前記無線解析ステップで抽出された送信方向情報に基づいて送信方向を求め、前記送信方向と前記無線データ長と前記無線受信ステップで出力された時刻情報とを対応付けて無線通信記録として記録する無線通信記録ステップと、
前記有線データを受信し、その有線データとその有線データを受信した時刻を示す時刻情報とを出力する有線受信ステップと、
前記有線受信ステップで出力された有線データおよび時刻情報を受け取り、その無線データから宛先または送信元を送信方向情報として抽出し、また、有線データ長を抽出する有線解析ステップと、
前記有線解析ステップで抽出された送信方向情報に基づいて送信方向を求め、前記送信方向と前記有線データ長と前記有線受信ステップで出力された時刻情報とを対応付けて有線通信記録として記録する有線通信記録ステップと、
前記有線通信記録と前記無線通信記録のうち、送信方向が前記端末から前記有線ネットワークへの方向であり、かつ、時刻情報が所定の処理単位時間内となる有線通信記録および無線通信記録を処理単位内記録として抽出し、処理単位内記録に含まれる有線データ長と無線データ長に基づいて有線データごとに対応する変換元の無線データを求める第１の通信記録比較ステップと、
前記有線通信記録と前記無線通信記録のうち、送信方向が前記有線ネットワークから前記端末への方向であり、かつ、時刻情報が所定の処理単位時間内となる有線通信記録および無線通信記録を処理単位内記録として抽出し、処理単位内記録に含まれる有線データ長と無線データ長に基づいて有線データごとに対応する変換後の無線データを求める第２の通信記録比較ステップと、
を含むことを特徴とする通信計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関するものであり、特に、暗号化された無線通信の内容を計測する通信計測装置および通信計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有線区間と無線区間を含む通信システムにおいて、有線区間の通信状況と無線区間の通信状況を把握して、それらの通信状況に応じて通信に関するパラメータを設定する技術がある。たとえば、下記特許文献１に記載の送受信方法では、パケットロスの原因の切り分けのために、有線区間のパケットロスの発生をゲートウェイ装置が端末に伝え、その有線区間のパケットロスと自身が検知したパケットロスとに基づいて端末が有線区間のパケットロス率と無線区間のパケットロス率を個別に計算する。そして、端末が、それぞれの区間のロス率に応じてデータパケットの伝送レートや誤り耐性強度を決定している。
【０００３】
【特許文献１】特許第３６２９０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、端末が無線区間のデータのパケットロスを検知している。そのため、無線区間のデータが暗号化されている場合、暗号化されたデータを解読できる機能を備えていない端末では通信状況を把握できない、という問題があった。すなわち、無線暗号化の解除がセキュリティポリシ上許されない環境では、無線区間の通信状況を把握できない、という問題があった。このため、有線区間、無線区間のそれぞれの区間のロス率に応じてデータパケットの伝送レートや誤り耐性強度などを決定することができない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線暗号化の解除がセキュリティポリシ上許されない環境などのように無線区間のペイロードデータが直接参照できない場合でも、基地局および端末になんら手を加えることなく、無線区間の通信状況を把握できる通信計測装置および通信計測方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、端末と、前記端末と無線データを送受信する基地局と、前記基地局と接続される有線ネットワークと、を備え、前記基地局が、前記端末から有線ネットワーク方向に送信された無線データを有線データに変換し、また、前記有線ネットワーク側から前記端末方向に送信された有線データを無線データに変換する通信システムにおける通信計測装置であって、前記無線データを受信し、その無線データとその無線データを受信した時刻を示す時刻情報とを出力する無線受信手段と、前記無線受信手段が出力した無線データおよび時刻情報を受け取り、その無線データから宛先または送信元を送信方向情報として抽出し、また、無線データ長を抽出する無線解析手段と、前記無線解析手段が抽出した送信方向情報に基づいて送信方向を求め、前記送信方向と前記無線データ長と前記無線受信手段が出力した時刻情報とを対応付けて無線通信記録として記録する無線通信記録手段と、前記有線データを受信し、その有線データとその有線データを受信した時刻を示す時刻情報とを出力する有線受信手段と、前記有線受信手段が出力した有線データおよび時刻情報を受け取り、その有線データから宛先または送信元を送信方向情報として抽出し、また、有線データ長を抽出する有線解析手段と、前記有線解析手段が抽出した送信方向情報に基づいて送信方向を求め、前記送信方向と前記有線データ長と前記有線受信手段が出力した時刻情報とを対応付けて有線通信記録として記録する有線通信記録手段と、前記有線通信記録と前記無線通信記録のうち、送信方向が前記端末から前記有線ネットワークへの方向であり、かつ、時刻情報が所定の処理単位時間内となる有線通信記録および無線通信記録を処理単位内記録として抽出し、処理単位内記録に含まれる有線データ長と無線データ長に基づいて有線データごとに対応する変換元の無線データを求め、一方、送信方向が前記有線ネットワークから前記端末への方向であり、かつ、時刻情報が所定の処理単位時間内となる有線通信記録および無線通信記録を処理単位内記録として抽出し、処理単位内記録に含まれる有線データ長と無線データ長に基づいて有線データごとに対応する変換後の無線データを求める通信記録比較手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、有線区間の有線ＰＤＵと無線区間の無線ＰＤＵを取得し、無線ＰＤＵから宛先または送信元端末と無線ＰＤＵ長を抽出し時刻情報とともに無線通信記録として保持し、また、有線ＰＤＵから宛先または送信元端末と無線ＰＤＵ長暗号化ペイロード長を抽出し時刻情報とともに有線通信記録として保持し、ＮＵＬＬ事象の次のＮＵＬＬ事象までを処理単位として、無線通信記録および有線通信記録に基づいて処理単位のなかの有線ＰＤＵと無線ＰＤＵを対応付けるようにしたので、無線暗号化の解除がセキュリティポリシ上許されない環境でも、基地局および端末になんら手を加えることなく、無線区間の通信状況を把握できる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明にかかる通信計測装置および通信計測方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【０００９】
実施の形態．
図１は、本発明にかかる通信計測装置の機能構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の通信計測装置は、基地局と端末との間の無線通信をモニタする無線受信部１１と、無線受信部１１から得た受信信号のうちマッピング情報またはヘッダ情報から宛先または送信元端末と無線ＰＤＵ長とを抽出し、また、無線通信が行われなかったＮＵＬＬ期間があったことを抽出する無線解析部１２と、無線解析部１２が抽出結果に基づき無線ＰＤＵ長と送達方向とに時刻情報を付与して無線通信記録として保持し、また、ＮＵＬＬ期間の発生時刻情報を無線通信記録として保持する無線通信記録部１３と、基地局とバックボーン網との間の有線通信をモニタする有線受信部１４と、有線受信部１４から得た受信信号のうちヘッダ情報から、宛先または送信元端末と有線ＰＤＵ長を抽出する有線解析部１５と、有線解析部１５が抽出結果に基づき有線ＰＤＵ長と送達方向とに時刻情報を付与して有線通信記録として保持する有線通信記録部１６と、無線受信部１１および有線受信部１４に時刻情報を与える時刻情報付与部１７と、有線通信記録と無線通信記録とを比較する際に用いる比較諸元保持部１８と、比較諸元保持部１８の情報に基づいて無線通信記録と有線通信記録との対応付けを行う通信記録比較部１９と、通信記録比較部１９の通信記録比較の結果を保持する対応付け記録部２０と、で構成される。
【００１０】
図２は、本実施の形態の通信計測装置を含む通信システムの一例を示す図である。図２に示すように、本実施の形態の通信システムは、通信計測装置１と、通信計測装置１の計測対象となる基地局２と、通信計測装置１の計測対象となる端末３と、ポートミラーリング機能を有するスイッチ４と、バックボーンネットワーク５と、で構成される。
【００１１】
図３は、無線通信記録部１３が保持する通信記録の一例を示す図である。図３の例では、無線通信記録部１３が保持する通信記録は、記録番号，時刻情報，発生事象，無線ＰＤＵ長を含む。また、図４は、有線通信記録部１６保持する通信記録の一例を示す図である。図４の例では、有線通信記録部１６保持する通信記録は、記録番号，時刻情報，送達方向，有線ＰＤＵ長を含む。
【００１２】
また、図５は、比較諸元保持部１８が保持する比較諸元の一例を示す図である。図５の例では、比較諸元保持部１８が保持する比較諸元は、基地局の下りトラヒック処理の所要時間である下り処理遅延と、基地局の上りトラヒック処理の所要時間である上り処理遅延と、有線ＰＤＵに含まれる有線プロトコルヘッダ長と同フッタ長の和と、無線ＰＤＵに含まれる無線プロトコルヘッダ長と同フッタ長の和と、無線暗号化した際に無線ＰＤＵに含まれる暗号化オーバーヘッド長と、無線暗号化した際にペイロード長が長くなるかどうかを示す暗号化ペイロード長比率と、を含む。
【００１３】
図６は、下りトラヒックの場合に通信記録比較部１９が行う有線通信記録と無線通信記録との対応付けの一例を示す図である。図６の右側の列は下り有線通信記録を示し、中央の列は時刻情報を示し、左側の列は下り無線通信記録を示している。図の右側から左側へトラヒックが進み、上から下へ時間が進むこととする。下り無線通信記録には、無線ＰＤＵ（Protocol  Data  Unit）の例が示してあり、無線ＰＤＵは、無線プロトコルヘッダであるヘッダ３１と、暗号化のオーバーヘッドである暗号化オーバーヘッド３２と、暗号化されているペイロードである暗号化ペイロード３３と、無線プロトコルフッタであるフッタ３４と、で構成されている。また、下り処理遅延Ｔ１は、下りトラヒックに関する処理遅延である。また、Ｎｕｌｌ４０，４１は、抽出されたＮＵＬＬ事象を示している。
【００１４】
図７は、通信記録比較部１９のトラヒック比較アルゴリズムの一例を示すフローチャート図である。図８は、通信記録比較部１９が実施するＰＤＵ連結補正の処理の一例を示す図である。図８の有線ＰＤＵ１０１，１０２は連結前の有線ＰＤＵを表し、無線ＰＤＵ２０１は、連結後の無線ＰＤＵの一例を示している。また、図９は、通信記録比較部１９が実施するＰＤＵフラグメント補正の処理の一例を示す図である。図９の有線ＰＤＵ１０３はフラグメント前の有線ＰＤＵを表し、無線ＰＤＵ２０２，２０３は、フラグメント後の無線ＰＤＵの一例を示している。
【００１５】
つづいて、本実施の形態の通信記録保持動作について説明する。図２に示した通信システムにおいて、本実施の形態の通信計測装置１を基地局２と端末３のそれぞれが送信する無線信号をモニタできる位置に配置する。また、基地局２とバックボーンネットワーク５との間のスイッチ４に通信計測装置１を接続し、スイッチ４にポートミラーリング設定を行い、通信計測装置１が基地局２とバックボーンネットワーク５との通信をミラーリングできるようにする。以上により通信計測装置１は、基地局２と端末３との間の無線通信を全てモニタし、かつ、基地局２とバックボーンネットワーク５との間の有線通信を全てモニタすることができる。また、本実施の形態では、無線通信の区間の通信は暗号化されていることとするが、通信計測装置１は無線暗号化の解除機能を持たず、モニタした無線通信の内容を復号することはできない。
【００１６】
まず、通信計測装置１の無線受信部１１は、受信した無線受信信号に、時刻情報付与部１７から得た時刻を付して無線解析部１２に送出する。時刻情報付与部１７は、現在の時刻を示す時刻情報を生成し、無線解析部１２および有線受信部１４に送出していることとする。無線解析部１２は、無線受信信号のマッピング情報またはヘッダ情報から宛先または送信元端末と無線ＰＤＵ長とを抽出し、抽出した情報を無線通信記録部１３へ送る。また、無線受信部１１は、モニタした期間に無線通信が行われなかった場合には、ＮＵＬＬ期間があったことを抽出してＮｕｌｌ事象が発生したという情報を時刻情報と共に無線通信記録部１３に送る。
【００１７】
無線通信記録部１３は、無線解析部１２から送られた情報に基づいて、図３に示すように、時刻情報と発生事象と無線ＰＤＵ長とを１セットとして、識別番号を付して無線通信記録として記録して保持する。なお、発生事象については、無線解析部１２から宛先または送信元端末と無線ＰＤＵ長とを受け取った場合には、宛先または送信元端末の情報に基づいて、送達方向を特定し、送達方向を識別する情報（図３の例では、「基地局（基地局２）が送信」したか、「端末（端末３）が送信」したかの別とする）を記録し、また、Ｎｕｌｌ事象が発生したという情報を受け取った場合には、ＮＵＬＬと記録する。また、Ｎｕｌｌ事象が発生したという情報を受け取った場合には、無線ＰＤＵ長は記録しない。
【００１８】
一方、通信計測装置１の有線受信部１４は、スイッチ４から入手した有線信号に時刻情報付与部１７から得た時刻を付して有線解析部１５に送る。有線解析部１５は、有線信号のヘッダ情報に基づいて宛先または送信元端末と有線ＰＤＵ長とを抽出して、時刻情報と共に有線通信記録部１６に送る。また、有線通信記録部１６は、有線解析部１５から送られた情報に基づいて、図４に示すように、時刻情報と送達方向と有線ＰＤＵ長を１セットとして識別番号を付して有線通信記録として記録して保持する。送達方向については、宛先または送信元端末の情報に基づいて送達方向を識別する情報（この場合は、「バックボーンネットワーク（バックボーンネットワーク５）から端末（端末３）」の方向が、「端末からバックボーンネットワーク」の方向かの別とする）を決定することとする。
【００１９】
つぎに、本実施の形態のバックボーンネットワーク５から端末３の方向へ送られる下りトラヒックについて有線通信と無線通信とを対応付ける処理の単位を、図６を用いて説明する。まず、通信記録比較部１９は、無線通信記録部１３が保持する無線通信記録のうち発生事象として、「基地局が送信」と記録されているレコードとＮＵＬＬが記録されているレコードとを抽出し、下り無線通信記録無線通信記録として時系列に並べる。また、有線通信記録部１６が保持する有線通信記録のうち、送達方向が「バックボーンネットワークから端末」と記録されているレコードを抽出し、下り有線通信記録として時系列に並べる。
【００２０】
ここでは、図６に示すように、無線通信記録に、時刻情報「２００８．１．１  ０７：００：００：０００」に発生事象としてＮＵＬＬ（Ｎｕｌｌ４０とする）が記録され、時刻情報「２００８．１．１  ０７：００：００：２００」に発生事象としてＮＵＬＬ（Ｎｕｌｌ４１とする）が記録されているとする。そして、これらの２つのＮＵＬＬ事象の発生の間に、時刻「２００８．１．１  ０７：００：００：１０５」と「２００８．１．１  ０７：００：００：１２０」に対応する無線ＰＤＵの情報が記録されているとする。また、有線通信記録には、時刻情報「２００８．１．１  ０７：００：００：１００」と「２００８．１．１  ０７：００：００：１０１」に対応する有線ＰＤＵの情報が記録されているとする。
【００２１】
本実施の形態では、有線通信と無線通信との対応付け処理の１単位を、上り無線通信記録、下り無線通信記録のそれぞれに含まれるＮＵＬＬ事象の発生からつぎのＮＵＬＬ事象の発生までの時間とする。図６の例では、Ｎｕｌｌ４０からＮｕｌｌ４１までの下り無線通信記録の処理の１単位（処理単位時間）となる。ＮＵＬＬ事象は、下りトラヒックがバックボーンネットワークから全く来ない状態で、かつ既に基地局に届いている下りトラヒックを全て送信し終わっていることを示すため、通信の区切りと考えることができ、対応付けの処理の区切りとして妥当である。このため、本実施の形態では、上記のように対応付けの処理単位を定義する。
【００２２】
一方、下りトラヒックでは、同一のペイロードデータが有線信号として基地局に送信されてから、無線信号へ変換されるまで処理時間、すなわち下り処理遅延Ｔ１が発生する可能性がある。このため、有線通信と無線通信との対応付けを行う際には、下り処理遅延Ｔ１を考慮しておく必要があり、対応付け単位として、有線通信記録の時刻は下り処理遅延Ｔ１の分だけ遡った領域とする。したがって、図６の例では、斜線で示した右上がりの平行四辺形の形が対応付け単位の領域となる。なお、下り処理遅延Ｔ１は、図５に示すように比較諸元保持部１８が保持するあらかじめ格納されている比較諸元に含まれていることとし、通信記録比較部１９は、対応付けの処理の際にこの比較諸元を読み出して、下り処理遅延Ｔ１を得る。
【００２３】
つづいて、本実施の形態の通信計測装置１の下りトラヒックの有線通信と無線通信とを対応付ける処理のアルゴリズムについて図５〜図９を用いて説明する。まず、通信記録比較部１９は、無線通信記録部１３が保持する無線通信記録のうち、時刻情報が処理対応とする対応付け単位内に含まれる全てのレコードを抽出し、抽出したレコードごとに無線ＰＤＵ長に基づいてそれぞれのＰＤＵの暗号化ペイロードの長さを求める。そして、対応付け単位内の暗号化ペイロードの総和を算出する（ステップＳ１１）。
【００２４】
ここで、無線ＰＤＵは、図６で示したように、ヘッダ３１，暗号化オーバーヘッド３２，暗号化ペイロード３３，フッタ３４で構成される。したがって、暗号化ペイロード３３の長さは、無線ＰＤＵ長からヘッダ３１、暗号化オーバーヘッド３２およびフッタ３４の長さを引いたものである。ヘッダ３１、暗号化オーバーヘッド３２およびフッタ３４の長さは、それぞれ、図５に示した比較諸元に無線暗号化オーバーヘッド長および無線プロトコルヘッダ・フッタ長（ヘッダ３１とフッタ３４の合計）として格納されていることとする。なお、ここでは、比較諸元としてヘッダ３１とフッタ３４の合計を格納していることとするが、ヘッダ３１とフッタ３４をそれぞれ格納するようにしてもよい。
【００２５】
具体的には、通信記録比較部１９は、暗号化ペイロードの長さの総和（無線総ペイロード長）を、以下の式（１）に従って求める。
無線総ペイロード長＝Σ（無線ＰＤＵ長−無線プロトコルヘッダ・フッタ長
−無線暗号化オーバーヘッド長)                    …(１)
【００２６】
つぎに、通信記録比較部１９は、有線通信記録部１６が保持する有線通信記録のうち、時刻情報が処理対応とする対応付け単位内に含まれる全てのレコードを抽出し、抽出したレコードごとに有線ＰＤＵ長に基づいてそれぞれの有線ＰＤＵのペイロードの長さを求める。そして、対応付け単位内のペイロードの総和を算出する（ステップＳ１２）。
【００２７】
ここで、有線ＰＤＵのペイロードのペイロード長は、有線ＰＤＵ長から有線ヘッダおよび有線フッタの長さを差し引いたものである。したがって、有線ヘッダ、有線フッタの総和（有線総ペイロード長）は、比較諸元保持部１８が保持する有線プロトコルヘッダ・フッタ長（有線ヘッダとフッタの合計）に基づいて以下の式（２）に従って求める。
有線総ペイロード長＝Σ(有線ＰＤＵ長−有線プロトコルヘッダ・フッタ長)  …(２)
【００２８】
つぎに、通信記録比較部１９は、算出した無線総ペイロード長と有線総ペイロード長とを比較し(ステップＳ１３)、無線総ペイロード長が有線総ペイロード長より小さいと判断した場合（ステップＳ１３  無線＜有線）には、廃棄により無線区間に送出されなかったＰＤＵがあると判断し、廃棄推定フラグをＯＮにする（ステップＳ１４）。また、ステップＳ１３で、無線総ペイロード長が有線総ペイロード長より大きいと判断した場合（ステップＳ１３  無線＞有線）には、無線区間に再送されたＰＤＵがあったと判断し、再送推定フラグをＯＮにする（ステップＳ１５）。廃棄推定フラグおよび再送推定フラグは、通信記録比較部１９であり、処理単位ごとに処理の開始時に初期値としてＯＦＦが設定されていることとする。
【００２９】
なお、ステップＳ１３の比較の際には、無線暗号化ペイロードが暗号化処理によって伸張していることを考慮し、比較諸元保持部１８が保持する比較諸元に含まれる無線暗号化ペイロード長比率を用いて、無線総ペイロード長に対して以下の式（３）に基づく補正を行った後に有線総ペイロード長と比較する。
補正後の無線総ペイロード長＝無線総ペイロード長／無線暗号化ペイロード長比率
…(３)
【００３０】
ステップＳ１３で、無線総ペイロード長が有線総ペイロード長より大きいと判断した場合（ステップＳ１３  無線＝有線）には、通信記録比較部１９は、以下に示す有線ＰＤＵと無線ＰＤＵの対応付けを決定する処理を行う。まず、通信記録比較部１９は、上述の対応付け単位内の有線通信記録に記録されている有線ＰＤＵのうちの１つについて有線ペイロード長を以下の式（４）に従って、算出する（ステップＳ１６）。
有線ペイロード長＝有線ＰＤＵ長−有線プロトコルヘッダ・フッタ長      …(４)
【００３１】
つぎに、通信記録比較部１９は、無線通信記録に記録されている無線ＰＤＵのうちの１つについて無線ペイロード長を以下の式（５）に従って算出する（ステップＳ１７）。
無線ペイロード長＝無線ＰＤＵ長−無線プロトコルヘッダ・フッタ長
−無線暗号化オーバーヘッド長                      …(５)
【００３２】
つぎに、通信記録比較部１９は、以下の式（６）に従って、補正後の無線ペイロード長（無線暗号化ペイロード長比率で除した無線ペイロード長）と有線ペイロード長との比較を行う（ステップＳ１８）。
無線ペイロード長／無線暗号化ペイロード長比率：有線ペイロード長      …(６)
【００３３】
（６）式が１：１の値となる、すなわち、補正後の無線ペイロード長が有線ペイロード長と等しいとき（ステップＳ１８  無線＝有線）は、無線ＰＤＵと有線ＰＤＵが対応付けられたと決定し（ステップＳ１９）、対応付けが未了の有線ＰＤＵについての処理にスキップする（ステップＳ２０）。具体的には、対応付けが未了の有線ＰＤＵにステップＳ１５以降の処理を繰り返す。
【００３４】
ステップＳ１８で、補正後の無線ペイロード長が有線ペイロード長より大きい（式（６）の比率がα：１（α＞１））と判断した場合（ステップＳ１８  無線＞有線）には、ＰＤＵ連結の補正を行う（ステップＳ２３）。ここで、本実施の形態ではＰＤＵ連結が行われる場合には、図８に示すように、連続する複数の有線ＰＤＵ（図８の例では、有線ＰＤＵ１０１，１０２）のペイロード部分が暗号化されて暗号化ペイロードとなり、無線プロトコルのヘッダおよびフッタと暗号化オーバーヘッドが追加されて行われることとする。したがって、通信記録比較部１９は、たとえば、以下の式（７）に従って、補正後の無線ペイロード長と総有線ペイロード長（連結対象の合計）を比較する。
無線ペイロード長／無線暗号化ペイロード長比率：Σ(有線ペイロード長)  …(７)
【００３５】
そして、通信記録比較部１９は、ＰＤＵ連結補正が成功したか否か（上記式（７）が１：１の値となったか否か）を判断する（ステップＳ２４）。ＰＤＵ連結補正が成功したと判断した場合（ステップＳ２４  成功）には、その無線ＰＤＵと連結した有線ＰＤＵが対応付けられたと決定する（ステップＳ２５）。
【００３６】
そして、通信記録比較部１９は、有線通信記録のうち、時刻情報が処理対応とする対応付け単位内に含まれるレコードのうち、対応付けが未了の有線ＰＤＵ（レコード）に処理をスキップする（ステップＳ２０）。具体的には、処理対象の有線ＰＤＵを、対応付けが未了の有線ＰＤＵのうちから１つ選択する。また、無線通信記録の時刻情報が処理対応とする対応付け単位内に含まれるレコードのうち、対応付けが未了の無線ＰＤＵ（レコード）に処理をスキップする(ステップＳ２１)。具体的には、処理対象の無線ＰＤＵを、対応付けが未了の無線ＰＤＵのうちから１つ選択する。そして、対応付けが未了の有線ＰＤＵがあるか否か（ステップＳ２０でスキップする先のレコードが無かった）を判断し（ステップＳ２２）、ある場合（ステップＳ２２  有り）には、ステップＳ１６に戻り、ステップＳ２０およびステップＳ２１でスキップした先の有線ＰＤＵおよび無線ＰＤＵを処理対象としてステップＳ１６以降の処理を行う。また、ステップＳ２２で対応付けが未了の有線ＰＤＵが無いと判断した場合（ステップＳ２２  無し）には、対応付け処理を完了する。
【００３７】
ステップＳ１８で、補正後の無線ペイロード長が有線ペイロードより小さい（式（６）の比率が１：β（β＞１））と判断した場合（ステップＳ１８  無線＜有線）には、ＰＤＵフラグメント（ＰＤＵ分割）の補正を行う（ステップＳ２６）。ここで、本実施の形態では、フラグメントが実施される場合には、図９のように、１つの有線ＰＤＵ１０３が、連続する複数の無線ＰＤＵ２０２，２０３に分割されるとする。また、分割の際、有線ペイロードが複数に分割され、分割後の優先ペイロードがそれぞれ暗号化されて暗号化ペイロードとし、それぞれの暗号化オーバーヘッドに無線プロトコルのヘッダおよびフッタと暗号化オーバーヘッドがそれぞれ追加されることとする。
【００３８】
したがって、通信記録比較部１９は、たとえば、以下の式（８）に従って、総無線ペイロード長（分割された無線暗号化ペイロードの合計）と有線ペイロード長を比較する。
Σ(無線ペイロード長／無線暗号化ペイロード長比率)：有線ペイロード長  …(８)
【００３９】
そして、通信記録比較部１９は、ＰＤＵフラグメント補正が成功したか否か（上記式（８）が１：１の値となったか否か）を判断する（ステップＳ２７）。ＰＤＵフラグメント補正が成功したと判断した場合（ステップＳ２７  成功）には、分割した無線ＰＤＵの集合と有線ＰＤＵが対応付けられたと決定し（ステップＳ２８）、ステップＳ２０に進む。
【００４０】
ステップＳ２３で、ＰＤＵ連結補正が失敗したと判断した場合（ステップＳ２４  失敗）、および、ステップＳ２７でＰＤＵフラグメントが失敗したと判断した場合（ステップＳ２７  失敗）には、通信記録比較部１９は、再送推定フラグをＯＮであるかＯＦＦであるか判断する（ステップＳ２９）。再送推定フラグがＯＦＦであると判断した場合（ステップＳ２９  ＯＦＦ）は、通信記録比較部１９は、廃棄推定フラグがＯＮであるかＯＦＦであるかを判断する（ステップＳ３０）。廃棄推定フラグがＯＮでないと判断した場合（ステップＳ３０  ＯＦＦ）は、対応付け処理結果を失敗とし（ステップＳ３１）、処理を終了する。
【００４１】
ステップＳ２９で、再送推定フラグがＯＮであると判断した場合（ステップＳ２９  ＯＮ）には、当該無線ＰＤＵが再送ＰＤＵであると決定し、その無線ＰＤＵをスキップし（ステップＳ３３）、ステップＳ１７に戻る。すなわち、その無線ＰＤＵを処理対象からはずし、無線通信記録の時刻情報が処理対応とする対応付け単位内に含まれるレコードのうち対応付けが未了の無線ＰＤＵを処理対象とし（ステップＳ３３）、ステップＳ１７に戻り処理対象とした無線ＰＤＵについてステップＳ１７以降の処理を行う。
【００４２】
ステップＳ３０で、廃棄推定フラグがＯＮであると判断した場合（ステップＳ３０  ＯＮ）には、廃棄が実施されたと推定されるため、当該有線ＰＤＵに対応付ける無線ＰＤＵは存在しないと決定してその有線ＰＤＵをスキップし（ステップＳ３２）、ステップＳ１６に戻る。すなわち、その有線ＰＤＵを処理対象からはずし、有線通信記録の時刻情報が処理対応とする対応付け単位内に含まれるレコードのうち対応付けが未了の有線ＰＤＵを処理対象とし（ステップＳ３２）、ステップＳ１６に戻り、処理対象とした有線ＰＤＵについてステップＳ１６以降の処理を行う。
【００４３】
対応付け記録部２０は、以上の処理で得られた有線ＰＤＵと無線ＰＤＵの対応を記録する。このように、本実施の形態では、各無線ＰＤＵがどの有線ＰＤＵに対応するか（下りトラヒックの場合はどの有線ＰＤＵがどの無線ＰＤＵに変換されたか、また、上りトラヒックの場合はどの無線ＰＤＵがどの有線ＰＤＵに変換されたか）を知ることができる。このため、無線暗号化の解除がセキュリティポリシ上許されない環境でも、無線ＰＤＵに対応する有線ＰＤＵの内容を参照することで、無線通信の内容を知ることができ、無線通信の状況を知るための各種の解析を行うことができる。
【００４４】
つづいて、本実施の形態の通信計測装置１の動作のうち、端末２からバックボーンネットワーク５の方向へ送信される上りトラヒックについて説明する。以下、上りトラヒックの場合の動作について、下りトラヒックの場合と異なる部分について説明する。
【００４５】
図１０は、上りトラヒックの場合に通信記録比較部１９が行う有線通信記録と無線通信記録との対応付けの一例を示す図である。図１０の右側の列は上り有線通信記録を示し、中央の列は時刻情報を示し、左側の列は上り無線通信記録を示している。図の左側から右側へトラヒックが進み、上から下へ時間が進むこととする。上り処理遅延Ｔ２は、上りトラヒックに関する処理遅延である。また、Ｎｕｌｌ４２，４３は、抽出されたＮＵＬＬ事象を示している。
【００４６】
上りトラヒックの場合も、対応付け処理の１単位を、上り無線通信記録に記録されているＮＵＬＬ事象とその次のＮＵＬＬ事象の間の区間とする。図１０の例の場合には、Ｎｕｌｌ４２とＮｕｌｌ４３の間となる。ＮＵＬＬ事象は、端末２から上りトラヒックを全く発生しない状態で、かつ既に基地局３に届いている上りトラヒックが全てバックボーンネットワーク５向けに送信し終わっていることを示すため、対応付け処理単位の区切りとして妥当である。
【００４７】
また、上り無線通信記録に対応する上り有線通信記録は、上り処理遅延Ｔ２の分だけ遅れる可能性がある。したがって、上りトラヒックの場合の対応付け単位の範囲は、有線ＰＤＵについては、無線通信記録に記録されているＮｕｌｌ４２およびＮｕｌｌ４３に対応する無線ＰＤＵの時刻情報をＴ２だけ遅くした時刻とし、図１０に示すように、上りトラヒックの場合の対応付け単位の範囲は、右下がりの平行四辺形の範囲となる。
【００４８】
有線通信と無線通信を対応付ける対応付けの処理は、図７，８，９を用いて説明した下り通信の場合と同様である。ただし、ステップＳ２３のＰＤＵ連結の補正処理では、ＰＤＵの連結は無線ＰＤＵから有線ＰＤＵに連結され、フラグメントが無線ＰＤＵから有線ＰＤＵに分割されることになり、下り通信の場合と有線と無線が逆になることを考慮する。したがって、無線ＰＤＵが有線ＰＤＵとして連結される際のフォーマットと比較緒元（無線プロトコルヘッダ・フッタ，暗号化オーバーヘッド，有線プロトコルヘッダ・フッタ）に基づいて、連結対象と想定される無線ＰＤＵの暗号化ペイロードを無線暗号化ペイロード長比率で除した補正後無線ペイロード長の合計を連結補正後の無線暗号化ペイロードとする。
【００４９】
また、ステップＳ２６のフラグメント補正処理では、無線ＰＤＵが有線ＰＤＵに分割されるフォーマットと比較緒元（無線プロトコルヘッダ・フッタ，暗号化オーバーヘッド，有線プロトコルヘッダ・フッタ）に基づいて、フラグメントされたと想定される有線ＰＤＵのペイロードの合計をフラグメント補正後の無線暗号化ペイロードとする。本実施の形態の以上説明した以外の上りトラヒックに対する動作は、下りトラヒックに対する動作と同様である。
【００５０】
なお、本実施の形態では、有線ＰＤＵと無線ＰＤＵの対応付けの処理として連結補正とフラグメント補正を行うようにしたが、これらの処理の両方を行わず、または、片方のみを行うようにしてもよい。また、本実施の形態では、再送が行われたかの判断と破棄が行われたかの判断を行うようにしたが、これらの判断の両方または片方を行わないようにしてもよい。
【００５１】
なお、本実施の形態では、ＮＵＬＬ事象から次のＮＵＬＬ事象までを有線ＰＤＵと無線ＰＤＵの対応付けの処理単位としたが、これに限らず、有線ＰＤＵと無線ＰＤＵの対応付けが可能な処理単位であればどのような処理単位としてもよい。
【００５２】
なお、本実施の形態では、無線区間で暗号化が行われていることとしたが、これに限らず、無線区間の無線ＰＤＵと有線ＰＤＵの対応付けが必要な場合に、暗号化されていない無線ＰＤＵと有線ＰＤＵについて上述の方法により無線ＰＤＵと有線ＰＤＵの対応付けを行うようにしてもよい。この場合、無線暗号化ペイロード長比率を用いた補正は不要である。
【００５３】
このように、本実施の形態では、有線区間の有線ＰＤＵと無線区間の無線ＰＤＵの全てを取得し、無線ＰＤＵから宛先または送信元端末と無線ＰＤＵ長を抽出し時刻情報とともに無線通信記録として保持し、また、有線ＰＤＵから宛先または送信元端末と無線ＰＤＵ長暗号化ペイロード長を抽出し時刻情報とともに有線通信記録として保持する。そして、通信記録比較部１９が、ＮＵＬＬ事象からＮＵＬＬ事象の次のＮＵＬＬ事象までを処理単位として、処理単位のなかの有線ＰＤＵと無線ＰＤＵを対応付けるようにした。このため、無線暗号化の解除がセキュリティポリシ上許されない環境でも、無線通信の内容を知ることができ、無線通信の状況の解析に用いることができる。また、端末３などのアプリケーション動作と無線通信の内容との関係解析を行うことができる。
【００５４】
また、本実施の形態では、基地局２および端末３には、特別な機能を持たせることなく、通常の構成とした。このため、基地局２および端末３の製造者に依存することなく、基地局２で使用中の無線通信状況の内容を示し、上記解析を行うことができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、無線ＰＤＵの連結を補正して有線ＰＤＵと無線ＰＤＵとの対応付けを解決するようにした。このため、無線ＰＤＵの連結が行われていても無線ＰＤＵと有線ＰＤＵの対応付けが可能となり、基地局２の実運用中の無線通信状況の内容を知り、上記解析を行うことができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、無線ＰＤＵのフラグメントを補正して有線ＰＤＵと無線ＰＤＵとの対応付けを解決する構成とした。このため、無線ＰＤＵのフラグメントが行われていても無線ＰＤＵと有線ＰＤＵの対応付けが可能となり、基地局２の実運用中の無線通信状況の内容を知り、上記解析を行うことができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、無線ＰＤＵの再送があったか否かを判断し、再送があったと判断した場合には、再送を考慮して有線ＰＤＵと無線ＰＤＵとの対応付けを行う構成とした。このため、無線ＰＤＵの再送が行われた場合にも無線ＰＤＵと有線ＰＤＵの対応付けが可能となり、基地局２の実運用中の無線通信状況の内容を示し、上記解析を行うことができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、有線ＰＤＵの廃棄が行われたか否かを判断し、破棄を考慮して有線ＰＤＵと無線ＰＤＵとの対応付けを解決する構成とした。これにより、有線ＰＤＵが無線ＰＤＵにされずに基地局２で破棄された場合にも、破棄されたＰＤＵ以外の無線ＰＤＵと有線ＰＤＵの対応付けが可能となり、基地局２の実運用中の無線通信状況の内容を示し、上記解析を行うことができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では、無線通信記録部１３と有線通信記録部１６と通信記録比較部１９とを１つの装置が備える場合について説明しているが、これに限らず、各部を個別の装置としてもよい。
【００６０】
また、本実施の形態では、通信記録比較部１９の動作は、無線通信記録部１３と有線通信記録部１６からそれぞれの通信記録を逐次読み出して行う。この動作は、バックボーンネットワーク５と端末３との間の通信実施中にオンラインで行ってもよいし、過去に蓄積された無線通信記録と有線通信記録を用いてオフラインで行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明にかかる通信計測装置および通信計測方法は、無線区間と有線区間を含む通信システムに有用であり、特に、無線区間が暗号化された通信システムに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明にかかる通信計測装置の機能構成例を示す図である。
【図２】本実施の形態の通信計測装置を含む通信システムの一例を示す図である。
【図３】無線通信記録部が保持する通信記録の一例を示す図である。
【図４】有線通信記録部が保持する通信記録の一例を示す図である。
【図５】比較諸元保持部が保持する比較諸元の一例を示す図である。
【図６】下りトラヒックの場合の有線通信記録と無線通信記録との対応付けの一例を示す図である。
【図７】トラヒック比較アルゴリズムの一例を示すフローチャート図である。
【図８】ＰＤＵ連結補正の処理の一例を示す図である。
【図９】ＰＤＵフラグメント補正の処理の一例を示す図である。
【図１０】上りトラヒックの場合の有線通信記録と無線通信記録との対応付けの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  通信計測装置
２  基地局
３  端末
４  スイッチ
５  バックボーンネットワーク
１１  無線受信部
１２  無線解析部
１３  無線通信記録部
１４  有線受信部
１５  有線解析部
１６  有線通信記録部
１７  時刻情報付与部
１８  比較諸元保持部
１９  通信記録比較部
２０  対応付け記録部
Ｔ１  下り処理遅延
Ｔ２  上り処理遅延
【図１】
2010050902.tif 000003
【図２】
2010050902.tif 000004
【図３】
2010050902.tif 000005
【図４】
2010050902.tif 000006
【図５】
2010050902.tif 000007
【図６】
2010050902.tif 000008
【図７】
2010050902.tif 000009
【図８】
2010050902.tif 000010
【図９】
2010050902.tif 000011
【図１０】
2010050902.tif 000012